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《生态毒理学报》 2017年02期
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水培实验中不同粒径纳米TiO_2对芦苇种子发芽和植株生长和生理的影响

文双喜  王毅力  
【摘要】:纳米二氧化钛(TiO_2-NPs)是目前应用最为广泛的纳米材料之一,进入到天然湿地和人工湿地中的TiO_2-NPs会在湿地生物、基质、水体之间进行迁移转化和归趋。目前针对TiO_2-NPs对湿地植物芦苇的毒性研究很少。本文采用水培实验方法,研究了不同粒径TiO_2对芦苇种子发芽和植株生长的影响,解析了TiO_2-NPs对芦苇的生态毒理效应。研究结果表明:几种粒径的TiO_2-NPs在较低浓度(≤200 mg·L~(-1))下对芦苇种子发芽均具有一定的促进作用,高浓度处理会抑制芦苇种子发芽;当TiO_2-NPs浓度为500 mg·L~(-1)时,处理后的芦苇种子的发芽指标较空白对照均出现显著降低,4 nm和20 nm的TiO_2-NPs对芦苇种子发芽的半数有效浓度(EC50)分别为1 075 mg·L~(-1)和1 680 mg·L~(-1)。TiO_2-NPs对芦苇植株的毒害作用表现为植株生长速度减缓甚至停滞、叶片失绿、植株萎焉或枯死、芦苇倒二叶面积增长率降低,并且TiO_2-NPs的粒径越小、浓度越高毒害作用越明显。随TiO_2-NPs浓度升高,处理后芦苇叶片的叶绿素含量和植株体内的Mg含量均降低,根系的超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性、丙二醛(malondialdehyde,MDA)均升高,而且越小粒径的TiO_2-NPs对芦苇的处理效果越明显。3种粒径的TiO_2-NPs均能进入芦苇体内,粒径越小、浓度越高进入的量越多,但是TiO_2-NPs比较难以从根迁移转运至茎和叶。
【作者单位】北京林业大学林学院;北京林业大学环境科学与工程学院;
【关键词】纳米二氧化钛 芦苇 生态毒理 累积 分布
【基金】:国家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07105-002-03) 国家自然科学基金(51478041,21177010)
【分类号】:X171.5
【正文快照】:
纳米技术是21世纪最为重要和发展最为迅速的研究领域之一。近年来,应用在不同领域的商用纳米材料在急剧增加[1]。据保守估计,到2020年全世界仅人工金属氧化物纳米材料的年产量就将由2012年的270 041 t增加到1 663 168 t[2]。纳米二氧化钛(Ti O2-NPs)作为一种人工金属氧化物纳

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